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Rückhaltefunktionen bei Zylinderstiften

von Christie Jones, Leiterin der Marktentwicklung

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Zylinderstifte werden üblicherweise als dauerhafte Verbindungselemente in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Sie werden dadurch gehalten, dass der härtere Zylinderstift das Material in der/den weicheren Komponente(n) verdrängt. Es gibt zwei primäre Methoden dies zu erreichen:

  1. Presspassung: Stifte mit Presspassung und Zylinderstifte werden normalerweise in der Baugruppe gehalten, indem sie in Bohrungen gepresst werden, die kleiner sind als der Stiftdurchmesser. Die Stifte werden durch Komprimierung des Trägermaterials gehalten.
  2. Rückhaltefunktionen: Rückhaltefunktionen (d. h. Rändel und Widerhaken) werden häufig gegenüber Stiften mit Presspassung bevorzugt, da sie größere Bohrungstoleranzen und geringere Einpresskräfte während der Montage ermöglichen. Rändel und Widerhaken schneiden sich in das weichere Material des Aufnahmebauteils ein und verdrängen das Trägermaterial in die Vertiefungen der Rändel und Widerhaken. Dies führt zu einer größeren Reibkontaktfläche zwischen dem Stift und der Bohrung und damit zu einer höheren Haltekraft im Vergleich zu einfachen Einpressstiften.

In diesem technischen Papier werden die gängigen Arten von Rückhaltefunktionen beschrieben. Es kann als Nachschlagewerk bei der Konstruktion eines neuen Produkts dienen. Es gibt verschiedene Arten von Rückhaltefunktionen bei Zylinderstiften, und für Konstrukteure ist es von Vorteil, die mit jeder Rückhaltefunktion verbundenen charakteristischen Merkmale zu nutzen. Im Folgenden werden die vier gängigsten Rückhaltefunktionen beschrieben.

Gerade Rändelungen

Gerade Rändelungen bieten einen hohen Widerstand gegen Rotationskräfte, aber einen geringen Widerstand gegen axiale Belastungen. Daher werden gerade Rändelungen häufig empfohlen, wenn der Stift zur Übertragung eines Drehmoments verwendet wird, z. B. wenn er als Achse zum Drehen eines Rades dient. Bei dieser Art von Anwendung würde der Stift eine partielle Rändelung haben, die der Dicke des zu haltenden Bauteils entspricht (oder kürzer wäre). Das Gegenstück könnte sich dann um den “blanken” (nicht gerändelten) Bereich des Stifts drehen.

Spiralförmige Rändelungen

Wie eine Schraube drehen sich Zylinderstifte mit spiralförmigen Rändelungen, wenn sie in die Bohrung eindringen und in das aufnehmende Bauteil einschneiden. Die spiralförmigen Rändel haben einen größeren Oberflächenkontakt als gerade Rändel und bieten daher einen höheren Widerstand gegen Herausdrehen. Spiralförmige Rändel bieten sowohl axialen Belastungen als auch Rotationskräften Widerstand. Bei dynamischen Anwendungen mit reinen Rotationsbelastungen (wie dem oben erwähnten Rad und der Achse) werden gerade Rändel bevorzugt, da spiralförmige Rändel, die einem Drehmoment ausgesetzt sind, dazu neigen, sich weiter in die Bohrung hinein oder aus ihr heraus zu drehen - je nach Drehrichtung. Im Allgemeinen sind spiralförmige Rändelungen die vielseitigsten Rückhaltefunktionen für Anwendungsbeispiel: SPIROL LP500 Raststift im Türgriff für Kraftfahrzeuge Zylinderstifte.

Kreuzrändel

Obwohl sie sehr verbreitet sind, bieten Kreuzrändel im Vergleich zu den anderen Rückhaltefunktionen nur einen geringen Nutzen. Kreuzrändel zerstören bei der Installation die Aufnahmebohrung und bergen das Risiko, dass Partikel aus der Bohrung entweichen. Sie bieten zwar einen gewissen Halt, doch ist dieser minimal. Kreuzrändel sollten vermieden werden.

Widerhaken

Widerhaken wurden speziell für die Verwendung in Kunststoffbauteilen entwickelt. Die erhabenen Widerhaken sind entgegen der Einführrichtung nach hinten abgewinkelt. Der Kunststoff der aufnehmenden Komponente füllt sich nach der Installation auf natürliche Weise um den metallischen Widerhaken herum und verbindet die Komponenten dauerhaft miteinander. Widerhaken bieten den größten Halt unter den in diesem technischen Papier beschriebenen Rückhaltefunktionen.

Anwendungsbeispiel:
SPIROL LP500 Raststift im Türgriff für Kraftfahrzeuge

Merkmale der Rückhaltefunktionen bei Zylinderstiften

 

Gerade Rändelung

Spiralförmige Rändelung

Kreuz Rändelung

Widerhaken

Widerstand gegen axiale Belastungen

Begrenzt

Gut

Begrenzt

Groß

Widerstand gegen Rotationskräfte

Great

Gut

Begrenzt

 

Einsatz in Kunststoffbaugruppen

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Verwendung in Baugruppen die nicht aus Kunststoff sind

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Artikel ursprünglich verfasst von Jeff Greenwood

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